[发明专利]一种2;5-呋喃二甲醛催化合成2;5-二氰基呋喃的方法

说明书

本发明为一种2,5‑呋喃二甲醛催化合成2,5‑二氰基呋喃的方法。该方法包括以下步骤：将2,5‑呋喃二甲醛、离子液体型羟胺盐和离子液体加入反应器中，再加入有机溶剂，搅拌、回流冷凝，在常压、80‑120℃下反应0.5‑2.5h，得2,5‑二氰基呋喃。本发明反应体系简单；反应在常压反应即可得到目标产物2,5‑二氰基呋喃，反应条件温和；离子液体型羟胺盐参与反应后释放出的离子液体，可作为反应的催化剂，不腐蚀设备，不污染环境，反应更绿色。

技术领域

本发明属于生物质转化制备化学品领域，具体地涉及一种2,5-呋喃二甲醛催化合成2,5-二氰基呋喃的方法。

背景技术

随着化石资源的不断消耗以及环境问题的日益凸显，利用生物质原料替代化石资源制备大宗化学品、精细有机中间体和高分子材料，已成为近年来生物质基开发利用领域的研究热点(化工生产与技术，2016，23(1)：35-41)。5-羟甲基糠醛作为生物质基平台化合物之一，可衍生出大量下游产品，2,5-呋喃二甲醛是其中重要的一种。

2,5-二氰基呋喃是一种具有多种用途的有机化工中间体，可用于制备香料、药物和农药等精细化学品。2,5-二氰基呋喃水解可得到2,5-呋喃二甲酸(中国专利，申请号201510160568.4)，加氢可得到2,5-二甲胺基呋喃(中国专利，申请号201611088469.0)，两者均为重要的化工原料和中间体。此外，两者进一步加氢可分别得到己二酸(合成纤维工业，2017，40(6)：53-57)和己二胺(中国专利，申请号201510160568.4)，己二酸和己二胺均为合成尼龙66的单体。可见，2,5-二氰基呋喃是生物法合成尼龙66的基础原料，因此，开发2,5-二氰基呋喃的合成路线具有重要的理论意义和广泛的应用前景。目前，由2,5-呋喃二甲醛直接制备2,5-二氰基呋喃的研究尚未见报道。

与该反应较为类似的报道是由5-羟甲基糠醛制备2,5-二氰基呋喃。徐杰等(中国专利，申请号201510160568.4)开发了以5-羟甲基糠醛为原料，以低沸点醇、醚、腈及烃类为反应介质，以氧气或空气为氧源，以氨水、氨气、尿素及铵盐为氮源，在催化剂如NiO、Co₃O₄、CuO、Cu₂O、Fe₂O₃、Fe₃O₄、MnO₂、Mn₃O₄、VO₂、V₂O₅、MoO₃、CeO₂作用下，合成2,5-二氰基呋喃的方法。该路线对于缓解石油资源短缺，减少化工产品对化石资源的依赖，具有重要意义。然而，该反应需在氧气或空气压力为0.1-2MPa、0-180℃反应0.1-48h，反应条件较为苛刻；而且该反应体系复杂，O₂的存在又具有一定的安全隐患。因此，开发更为温和、绿色的2,5-二氰基呋喃合成方法，具有重要的理论和现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种2,5-呋喃二甲醛催化合成2,5-二氰基呋喃的方法，该方法以磺酸功能化离子液体为催化剂，将2,5-呋喃二甲醛高选择性的转化为2,5-二氰基呋喃。该路线以生物质资源为原料，能够有效缓解使用化石资源所带来的环境污染、温室效应以及能源危机等问题。

本发明的技术方案是：

一种2,5-呋喃二甲醛催化合成2,5-二氰基呋喃的方法，该方法包括以下步骤：

将2,5-呋喃二甲醛、离子液体型羟胺盐和离子液体加入反应器中，再加入有机溶剂，搅拌、回流冷凝，在常压、80-120℃下反应0.5-2.5h，得2,5-二氰基呋喃；

其中，物料摩尔比为2,5-呋喃二甲醛：离子液体型羟胺盐＝1：1.1-1.5；每3.6mmol2,5-呋喃二甲醛加入0-12mL有机溶剂；每3.6mmol 2,5-呋喃二甲醛加入0-12mL离子液体；